内容正文:
第3节 重力
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知识与技能:
1.知道什么叫重力,了解重力产生的原因。
2.知道重力的方向、重心以及铅垂线的应用。
3.理解重力的大小与质量的关系。
过程与方法:
1.经历探究重力的大小跟什么因素有关的过程。
2.尝试根据已有经验提出科学的猜想。
3.体会用图象处理实验数据、根据图象得出实验结论的方法。
情感、态度与价值观:
1.培养学生乐于探索自然现象、物理规律的兴趣,提高学生辩证地分析物理知识的意识。
2.培养学生的交流意识与团队协作精神。
3.培养学生乐于参与科学实践的情感,在实验中养成严谨的科学态度。
重点:探究重力的大小与质量的关系。
难点:重力的方向。
多媒体课件、弹簧测力计、钩码若干、细线、剪刀、直尺。
一、情景导入
多媒体展示生活中的图片:熟了的苹果落向地面、壮观的瀑布、搬起石头砸了自己的脚……
苹果、水、石头为什么总是向下落,而不飞向空中呢?你能再举几个生活中相似的实例吗?这就涉及今天我们要学的一种力——重力。
同学们知道牛顿吗?就是那个看到成熟的苹果落向地面而发现了万有引力的人。他说,宇宙中的任何物体,大到太阳,小到灰尘之间,都存在着相互吸引的力,并把它叫做万有引力。有同学不禁要问,既然有万有引力,为什么我没有被别的同学吸引走,也没有同学被我吸引过来呢?同学们学了本节课的知识之后就能明白其中的道理了。
二、合作探究
重力的大小
1.认识重力
生活中,同学们可以随处发现像上面多媒体展示的图片中的现象。这些现象产生的原因是地球对它附近的物体有吸引作用,物理学中把地球的这种吸引作用叫做引力。
重力:由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力,通常用字母G表示,地球附近的所有物体都受到重力的作用。
既然地球上的所有物体都受到重力的作用,那么地球以外的太空中的物体受到重力的作用吗?
同学们大胆猜想,结合我国载人航天飞船上宇航员的实际情况,思考并交流讨论地球以外的太空中的物体是否受到重力的作用?重力的施力物体是什么?
(1)重力产生的原因:地球的吸引。
(2)重力的施力物体是地球,受力物体是地球附近的所有物体。
2.重力的大小
物体的重力大小可能跟什么因素有关?又是什么关系呢?
同学们交流讨论重力的大小与什么因素有关?
实验探究:探究重力的大小跟质量的关系。
分组探究,步骤如图所示,每个钩码质量都是50 g,把钩码逐个挂到弹簧测力计上,分别测出它们受到的重力,记录在表格中。
(1)需测的物理量:物体的质量、物体所受重力的大小。
(2)实验器材:弹簧测力计、钩码若干。
(3)实验步骤:
①用弹簧测力计测出对应钩码的重力;
②认真做好实验,准确记录数据;
③对收集的实验数据进行简单比较,发现数据间的关系特征;
④从大量实验数据中归纳总结规律;
实验次数
1
2
3
4
5
6
钩码质量/kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
重力/N
/(N·kg-1)
⑤处理实验数据,计算G与m的比值;
⑥画重力与质量关系的图象;
⑦小组实验完毕,相互交流实验数据和画出的图象。
(4)实验结论:物体所受的重力与其质量的关系:
①物体的质量越大,重力也越大。
②物体所受的重力与质量的比值相同。
③物体所受的重力跟它的质量成正比。
教师引导说明:科学家们所做的大量实验表明,物体所受的重力与质量的比值约是9.8 N/kg,即g=9.8 N/kg。因此,=g或G=mg。
(1)公式G=mg中,G表示重力,单位为牛顿(N);m表示质量,单位为千克(kg)。
(2)其中g=9.8 N/kg表示的意义是:在地面附近,质量为1 kg的物体受到的重力为9.8 N。
(3)说明:粗略计算时g可取10 N/kg。
“失重”与“超重”
地球周围物体都受到重力的作用,这是由于地球对物体的吸引而造成的。如果静止的物体在空中只受重力的作用,则物体会做自由落体运动——竖直地、愈来愈快地落向地面。
在用弹簧测力计称物重时,物体挂在弹簧测力计上,物体对弹簧测力计有一个力的作用,弹簧伸长了。由于这个力的大小与重力相等,所以我们读出的弹簧测力计的示数就等于物体所受重力的大小。
但是,如果你放开手,弹簧测力计和物体在重力作用下都自由下落,这时物体对弹簧测力计不再有力的作用,弹簧测力计指针会回到零。这样看起来物体好像没有重力了。
如果用手提着挂有物体的弹簧测力计使之急剧加速上升,那么弹簧测力计的示数就会增大,大于物体的重力。这样看起来好像物体的重力变大了。
可见弹簧测力计的示数并不总是等于物体真正受到的重力。弹簧测力计的示数即物体对弹簧测力计或支持物的作用力称作“视重”。“视重”